一文全面了解汽车用钢材的一切.docx

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一文全面了解汽车用钢材的一切

一文全面了解汽车用钢材的一切

用钢造汽车关于现代人来讲是最大体的常识，可是很多人对车用钢的明白得还停留在低碳钢的时期。

其实尽管同为钢材，现在的车用已经不能和几十年前的车用钢同日而语。

近几十年对车用钢的研究一直大步向前，车用钢板愈来愈薄，钢材强度和耐侵蚀性能大幅提高。

许多钢铁企业为了应付新材料的冲击正踊跃和汽车企业合作开发能够与铝合金、塑料、碳纤维复合材料对抗的轻量化高强度钢。

可是在混杂的汽车市场，此刻很多企业都说自己用了“高强度钢”，其实什么级别的钢算“高强度钢”没有一个准肯概念，它的指标是随钢材强度提升进程增加的。

其实就类似于现在车型名称里的“新”，什么“新XX车型”、“全新XX车型”、“新一代XX车型”都是相关于上一代说的。

于是企业市场部继续发挥混淆视听大放烟幕弹，只若是300Mp级别以上的都叫“高强度钢”。

都叫“高强度钢”的钢材可能强度差出一倍。

基于以上两点，我感觉能够聊一聊车用钢的话题，而为了内容的丰硕，我感觉能够先从钢的应用历史聊起。

一、钢铁的进展略史

春秋战国时期就开始有关于炼铁的记载提及钢的历史，最先能够追溯到春秋战国时期。

那时的主流金属材料是青铜，这一点毋庸置疑。

可是青铜不管是作为工具仍是武器都存在

“脆”的问题，为了找到更好的替代材料，那时的人们开发了初期的冶铁技术。

春秋战国时期的冶铁技术被称为“块炼法”，是因为炼出的铁呈块状，而且很软。

现在的铁器相较青铜器没有太大的技术优势。

汉代的冶铁技术进步，铁器慢慢普及到了汉代，冶炼技术取得改良，风箱的升级使得冶铁炉的炉温升高，而且人们意识到碳关于铁硬度的阻碍，开始显现渗碳技术。

汉代的冶炼方式被称为“炒钢法”，是因为炼钢时搅拌锅中铁水并加入合金元素的进程类似于炒菜。

另外，为了排除杂质，折叠锻打技法也趋于成熟。

优质的铁第一用来制作兵器，于是在很多汉代墓葬中出土了铁质兵器。

出土的三国时期铁刀图中这些铁质兵器均为三国时期的吴国制造，可见那时冶铁技术已超级成熟，铁质兵器取得普遍利用，形制上也产生了铁刀、铁戟、铁矛、铁镞等等，铁已经完全取代了青铜的地位，人类历史进入了铁器时期。

唐刀的材料已经可叫做钢到了唐朝，其实冶炼和锻打方式没有超级明显的改变，通过日积月累的体会，铁匠们已经能够操纵铁制品内部的含碳量。

像有代表性的唐刀的含碳量大约在%%之间，那个碳含量已经属于钢的范围。

含碳量取得操纵使唐刀兼顾韧性和硬度，这也是唐刀名扬海外的缘故之一。

其实今天的钢铁冶炼中最基础的部份也是操纵含碳量，依照用途不同调整含碳量以调整钢的韧性和硬度这两个要紧性质。

固然，前人为了使刀剑同时具有韧和硬发明了包钢、夹钢等制作工艺，这已不在本文讨论范围。

第一次工业革命将制铁推上了工业化的道路人类关于钢铁需求量的第一次飞跃是第一次工业革命时期。

蒸汽机的发明使得人类第一次摆脱了繁重的体力劳动和依托畜力进行的生产，燃料驱动的机械将人类的生产效率提高了几个品级。

英国的纺织厂依托于钢铁制造的蒸汽机和织布机

蒸汽机车也钢铁的消耗大户，和与之配套的铁轨在英格兰的纺织厂里已经不见成群的女工操作木质纺织机织布，取而代之的是轰隆作响的钢铁机械。

欧洲的大陆上也架起了铁轨，蒸汽机车开始取代马车成为人类的要紧交通工具。

从这时起，人类已经无法离开钢铁，而且对钢铁的需求与日俱增。

第二次工业革命将汽车与钢铁联系到了一路

现在，少量高性能车仍然利用钢铁制造第二次工业革命时期汽车诞生了，与此同时钢铁行业也跨上了一个新台阶，二者之间百年纠葛也从此开始。

时至今日，现代的汽车上尽管已经看不到“奔驰一号”的影子，可是它们仍然在利用钢铁制造，乃至是一些超级跑车。

二、汽车用钢的强度品级

现代汽车的车身由多种不同强度的钢材拼焊而成现代汽车的车身都是由不同强度的钢板拼焊在一路的，不同强度品级的钢板用于受力环境不同的位置，一些受力条件比较苛刻，又不能利用粗厚钢板的位置那么利用强度最高的钢材，正所谓

“好钢用在刀刃上”。

厂商发布的车身用钢强度图目前很多厂家都宣称自己用的是“高强度钢”，可是有底气发布车身各部位钢材强度图的却没多少，有的厂家就算发布了车身强度图，也只是示意了不同强度钢材用在了不同位置，并无标示钢材的具体强度数值。

另一些品牌实力雄厚的企业更是不屑于发布这些数据。

说明一些名词：

日本人和韩国人管高强度钢叫做高张力钢。

Mp（兆帕）是强度单位，1Mp的强度相当于在1平方厘米（指甲盖那么大）的面积上施加10kg（俩西瓜）的力而该受力材料不变形。

通过发布的车身强度图来看，其实最高强度的钢用量并非多，只是用在了防撞梁和一些增强部位上，车身大部份结构钢的强度并非高。

这是以受力情形不同为依照的设计，，毕竟高强度钢的价钱不菲，而且不易加工。

因此，在看厂商宣传资料时看到“咱们的车身采纳了1000Mp级别高强度钢制造”这种宣传语时不要误以为全车都是用这种钢造的，事实上可能只有四门防撞梁那几根杆达到了那个强度级别。

3、利于冲压的新型钢材

冲压是车身制作的要紧方式

冲压成型还在模具上的车身零件材料强度上去了带来的问题是难以加工。

一样轿车都是采纳冲压的方式制造，即用模具挤压材料成型，类似于玩培乐多彩泥。

此刻车用钢板强度高了就对冲压工艺要求更高，而且此刻深冲部件很多，材料容易显现裂纹和折皱。

冲压损坏的零件上图中的部件确实是冲压不合格产品，钢板未能按要求延展成型。

边角位置是冲压最容易显现死角的位置，一样撕裂和折皱都会出此刻该位置。

同时也说明钢板在被冲压时老是会有拉伸，和模具的摩擦等问题。

这些都会造成冲压成型的零件因内部应力或表面损伤而存在缺点。

侧围是全车尺寸最大的冲压件，也是最难成型的部件因此生产厂家都会研究冲压时钢板的内部应力情形，尽可能排除内部积存的应力。

同时关于大面积冲压件的厚度研究能够明白钢板那些部位拉伸比较严峻，多大冲深能够保证钢板不撕裂。

新型钢材能够解决冲压成型和材料强度高难加工的问题为了全然上解决高强度钢的冲压问题，一种新型钢材正在被应用于汽车车身的生产。

这种钢材的基质是比较柔软韧性好的铁素体，其中镶嵌了硬度好的马氏体。

在冲压时比较容易成型，成型后的材料又具有相当的强度。

一些通过热处置的高强度结构件关于B柱这种专门需要增强的位置，有些厂家会采纳热处置工艺，成型后的B柱再通过加热和淬火使钢内部晶相结构更完美。

这就相当于磁器制作时用陶土塑造成型后再加热固化的进程。

一样这些热处置零件往往呈现出一种黑色。

4、汽车用钢的耐侵蚀性

汽车制造利用的是低合金钢目前汽车用钢属于低合金钢范围，这是钢材中的一个分支，这种钢材中大部份是铁元素，只有少量的合金元素，例如：

碳、硅、磷、铜、锰、铬、镍等，这些合金元素含量不超过%。

低合金钢具有优秀的加工性能和强度表现，同时它还具有良好的耐侵蚀性。

一样的低碳钢在自然环境中会生成棕红色的氧化层，这些氧化层超级酥松，也确实是咱们常说的铁锈。

而低合金钢在自然环境中会生成褐色的致密氧化层，牢牢附着在钢表面，起到隔间内部钢继续被外界侵蚀的作用。

这种防锈机理有些类似于铝合金、锌合金，只是低合金钢锈层变成稳固的爱惜性锈层往往需要几年的时刻，锈层的颜色从浅黄到褐色，而铝合金生成爱惜性锈层只需一瞬。

耐候钢常常袒露利用在建筑外立面耐候钢生成锈层后具有特殊的艺术成效，因此成为很受新锐设计师幻影的建材由于这种特性，低合金钢又可称耐候钢（耐气候侵蚀钢）。

耐候钢通经常使用来制作车辆、船舶、桥梁、集装箱等，而且都会在其表面用油漆涂装。

可是在建筑装饰领域那么偏向于袒露利用耐候钢，因为耐候钢袒露利用也可不能显现锈穿问题，而且它自身产生的褐色锈层能够产生一种独特的艺术成效，因此一些特殊建筑经常使用耐候钢板焊接起来做外立面利用。

由于钢材性能的提升，汽车厂商的防锈处置也愈来愈轻率至于汽车，目前很多厂商都愈来愈少的利用底盘橡胶喷涂，即民间常说的“底盘装甲”

。

很多新车底盘直接外露钢板，钢板表面只有原厂底漆和与外观同色的色漆。

说明出厂时这些车辆只通过电泳镀底漆和色漆喷涂工序。

只有前轮后面的溅射区会有薄薄一层的软性橡胶涂层，这些涂层的作用是避免车轮带起的砂石撞击底盘钢板。

从这些转变似乎能够看出厂家对自身产品耐侵蚀能力的信心。

讲究的企业会装上塑料底盘护板护板下面仍然是只通过简单处置的钢板一些比较讲究的厂家会给底盘装上塑料护板，这些护板既能隔间砂石撞击底盘钢板又能起到整理底盘气流的作用。

而这些塑料护板下面也是只有一层底漆的底盘钢板。

网友会以为这种锈层是质量问题至于悬挂这些可改换部件，厂商的处置就加倍随意了。

例如上图是一个网友在论坛里的提问，说自己的车底盘生锈。

其实图中生锈的部位在出厂时都没有做过涂装，悬挂的一些部件是锻造的，由于锻造零件精度比较差，因此还要在其基础上再机加工出一些安装面，这些加工出来的安装面往往没有涂漆，直接暴露在空气中今天就会生锈，而这些黄色的锈确实是耐候钢的初期锈层。

类似情形在试车中超级常见在日常试车的进程中常常观看车辆悬挂和底盘，只若是钢制悬挂零件都会显现图中的情形，属正常现象，车主完全不用担忧。

相关于底盘悬挂这些看不见的部份，外观件的处置就精细多了，因此电镀、底漆、多层油漆主若是出于美观需求的考虑。

集装箱也利用低合金钢制作，海中利用十几年不成问题另外一个实例是集装箱，利用耐候钢制造的集装箱也没有汽车这么复杂的镀锌、电泳底漆、多层喷涂表漆等等，在其生命周期中天天都要经历海风、海水、盐雾的侵蚀，利用环境比汽车恶劣的多，这些集装箱利用十几年也都不成问题，很多集装箱十几年后通过翻新还能继续用。

汽车用钢不是随意乱用的，商人图廉价的决定老是捡了芝麻丢了西瓜，技术员拗只是大老板啊凡事都有特例，特例总在中国。

几年前就有某刚起家的自主品牌用低碳钢造车，造成底盘两年锈穿的事。

最近如此的事儿又发生了。

有时候领导一拍脑袋的决定真是恐怖，商人参与到技术问题的讨论中来其结果老是出人预料的。

五、汽车用钢的以后目前车用钢板的厚度已经降到了，我以为这已经到了钢板厚度的极限，钢板再薄就算其自身强度再高也失去了很多材料本身的结构稳固性。

此刻车用钢板受到新材料的挑战愈来愈大。

铁的原子量决定了其密度无法改变，通过减薄减重的道路似乎也走到了止境。

此刻铝合金正慢慢在高端车上发扬光大，全铝的SUV，用铝做车头结构的5系和A6都在预示这一点。

捷豹的全铝车身关于钢铁企业而言，汽车用钢占到了它们产品销量的1/3左右，一旦市场被制铝企业抢走，后果将是超级恐怖的。

因此此刻钢铁企业都绞尽脑汁把汽车企业和自己绑到一条船上，毕竟这么连年的关系积存下来的人情仍是有的，于是汽车和钢铁企业联合开发新型钢材的情形超级多，专门是日本企业。

日本汽车企业超级不肯意采纳新材料，这么连年比较出名的铝制跑车只有本田的NSX。

像R35如此的跑车都在利用钢制车身，这么重的车能挤进超跑阵营真是不容易，若是采纳轻量化材料性能莫非可不能更好？